(57)【要約】【課題】間接方式の放射線検出器において、放射線画像の検出能力を増大させて、画像診断時における人体への被爆量を低減させる。【解決手段】画素単位の光電変換素子１９がマトリクス状に配置された複数の画素を有する回路基板部１０と、回路基板部上に形成された蛍光変換膜１とを有する放射線検出器において、蛍光変換膜は、充填材の屈折率ｎＰ、反射防止膜の屈折率ｎＲおよび蛍光体粒子の屈折率ｎＦの間に、    ｎＰ  ＜  ｎＲ  ＜  ｎＦが成り立つ屈折率を有する材質により形成された反射防止膜２４を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光電変換素子が、制御電極および選択電極と直交する方向に配線された読み出し電極と電気的に接続されて平面状に配置されており、それぞれの光電変換素子を覆うように、入射放射線を光に変換する蛍光変換膜が積層されていることを特徴とする放射線検出器において、
上記蛍光変換膜は、Ｘ線を蛍光に変換する蛍光粒子と、それら蛍光粒子により生起される蛍光に対して透明であって、蛍光粒子相互間の空隙に介在される充填物質と、からなり、上記蛍光粒子の表面に、上記蛍光粒子の屈折率と上記充填物質の屈折率との間の値の屈折率を持つ反射防止膜が被覆されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
前記蛍光変換膜は、前記光電変換素子を単位とした区画に、格子状に分割されており、その分割された蛍光変換膜間の空隙に、上記蛍光粒子により生起される光に対して光学的に透明な物質で構成され、上記蛍光粒子よりも小さな径を持つ粒子が充填されていることを特徴とする請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記蛍光変換膜は、前記光電変換素子を単位とした区画に、格子状に分割されており、その分割された蛍光変換膜間の空隙に、上記蛍光粒子により生起される光に対して光学的に透明な物質で構成され、上記蛍光粒子よりも屈折率の大きな粒子が充填されていることを特徴とする請求項１記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記蛍光変換膜は、蛍光体粒子としてＧｄ２Ｏ２ＳあるいはＹａ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂを、反射防止膜の物質としてＬａ２Ｏ３，ＳｎＯ２，ＰｂＦ２，ＭｇＯ，Ｉｎ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＨｆＯ２，Ｓｂ２Ｏ３の内どれかひとつを主成分としていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記反射防止膜の膜厚は、上記蛍光粒子により生起される光の波長に対して、１／４またはその数倍に設定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の放射線検出器。
【請求項６】
前記反射防止膜の膜厚は、上記蛍光粒子により生起される光の波長に対して、１／４の奇数倍に設定されることを特徴とする請求項５記載の放射線検出器。
【請求項７】
複数の光電変換素子が、制御電極および選択電極と直交する方向に配線された読み出し電極と電気的に接続されて平面状に配置されており、それぞれの光電変換素子を覆うように、入射放射線を光に変換する蛍光変換膜が積層されていることを特徴とする放射線検出器において、
上記蛍光変換膜は、Ｘ線を蛍光に変換する蛍光粒子と、それら蛍光粒子により生起される蛍光に対して透明であって、蛍光粒子相互間の空隙に介在される充填物質と、上記蛍光粒子と上記充填物質との界面で上記蛍光粒子により生起される蛍光が内部反射する光量よりも上記蛍光粒子の外側に出射される光量が多くなるよう設定された屈折率の材質と、を含むことを特徴とする放射線検出器。
【請求項８】
前記蛍光変換膜は、前記光電変換素子を単位とした区画に、格子状に分割されており、その分割された蛍光変換膜間の空隙に、上記蛍光粒子により生起される光に対して光学的に透明な物質で構成され、上記蛍光粒子よりも小さな径を持つ粒子が充填されていることを特徴とする請求項７記載の放射線検出器。
【請求項９】
前記蛍光変換膜は、前記光電変換素子を単位とした区画に、格子状に分割されており、その分割された蛍光変換膜間の空隙に、上記蛍光粒子により生起される光に対して光学的に透明な物質で構成され、上記蛍光粒子よりも屈折率の大きな粒子が充填されていることを特徴とする請求項７記載の放射線検出器。
【請求項１０】
前記蛍光変換膜は、蛍光体粒子としてＧｄ２Ｏ２ＳあるいはＹａ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂを、反射防止膜の物質としてＬａ２Ｏ３，ＳｎＯ２，ＰｂＦ２，ＭｇＯ，Ｉｎ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＨｆＯ２，Ｓｂ２Ｏ３の内どれかひとつを主成分としていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の放射線検出器。
【請求項１１】
画素単位の光電変換素子がマトリクス状に配置された複数の画素を有し、個々の画素に入射した可視光を光電変換して上記可視光の強度に対応する信号電荷を生成する光電変換部と、
所定の屈折率で入射した放射線を変換して得られる可視光の波長に対して所定の倍率で定義される厚さが与えられた反射防止材層を表面に有し、入射する放射線を所定波長の可視光に変換する蛍光体粒子と、この蛍光体粒子の屈折率および上記反射防止材層の屈折率よりも低い屈折率の材質からなる充填材と、上記蛍光体粒子および上記充填材の混合体を、前記光電変換部の個々の画素を単位として区画する反射材層と、を有する蛍光変換膜と、
を有することを特徴とする放射線検出器。
【請求項１２】
前記反射材層は、前記光電変換素子を単位とした区画相互の上記蛍光変換膜間の空隙に、上記蛍光粒子により生起される光に対して光学的に透明な物質で構成され、上記蛍光粒子よりも小さな径を持つ粒子が充填されていることを特徴とする請求項１１記載の放射線検出器。
【請求項１３】
前記反射材層は、前記光電変換素子を単位とした区画相互の上記蛍光変換膜間の空隙に、上記蛍光粒子により生起される光に対して光学的に透明な物質で構成され、上記蛍光粒子よりも屈折率の大きな粒子が充填されていることを特徴とする請求項１１記載の放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線で撮影された放射線画像を検出する放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
新世代の放射線検出器として、放射線を検出する複数の放射線検出素子を２次元的に配置し、それぞれの検出素子にスイッチング素子を接続して選択的に出力信号を得ることのできるアクティブマトリクス方式により、任意の位置の画素の出力を取り出す平面状検出器が注目されている。平面状検出器によれば、対象物のＸ線吸収量に対応するＸ線透過像またはＸ線画像が、デジタル信号として出力される。また、平面状検出器は固体検出器であるため、画質性能の向上や安定性の面でも期待されている。
【０００３】
平面状検出器は、比較的大きな線量で静止画像を収集する一般撮影用や胸部撮影用のものがすでに開発され、商品化もされている。
【０００４】
近い将来、より一層の高性能化で、たとえば透視線量のもとで毎秒３０画面以上のリアルタイムのＸ線動画の検出が実現し、循環器や消化器などの分野に応用した製品の商品化も予想されている。このようなＸ線動画の検出には、Ｓ／Ｎの改善や微小信号のリアルタイム処理技術などの開発が求められている。
【０００５】
平面状検出器は、大きく分けると直接方式および間接方式の２つがある。
【０００６】
直接方式は、ａ−Ｓｅ等のＸ線光導電材料を用いてＸ線を信号電荷に直接変換し、得られた信号電荷を、電荷蓄積用キャパシタに蓄積する方式である。
【０００７】
直接方式において、検出面に２次元に配列された画素毎に、画素部、電荷蓄積部、ＴＦＴ（読み出しスイッチ）およびツェナダイオードを設け、ツェナダイオードによりＴＦＴの入力側に入力される電圧が、ＴＦＴを破壊する電圧未満の所定の電圧になった時点で電荷蓄積部に電荷を出力することにより、ＴＦＴの破壊を防止する検出器が既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
これに対し、間接方式は、シンチレータ材料を用いてＸ線を可視光に変換し、変換した可視光をａ−ＳｉフォトダイオードやＣＣＤで信号電荷に変換し、その信号電荷を電荷蓄積用キャパシタに蓄積する方式である。
【０００９】
なお、間接方式においては、複数のスイッチング素子をマトリクス状に設け、個々のスイッチング素子に画素電極を接続し、各画素電極と接続される各一列のスイッチング素子に駆動信号を送る走査線と各一行のスイッチング素子と接続される信号線とを配置し、各画素電極上に無機半導体粒子を含む感光材料と有機半導体を含むキャリア輸送材料からなるＸ線電荷変換膜を設けた検出器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
また、特許文献２に関連するものとして、Ｘ線電荷変換膜を、蛍光体と感光体とキャリア輸送材料により構成した例も提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１１】
なお、シンチレータにより変換された光を分散することなく光電変換素子に導光する光ファイバープレートを有する放射線検出器がある（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平１０−１０２３７号公報（要約書、図１、段落［００３８］〜［００４８］）。
【特許文献２】特開２００１−２６４４４３号公報（要約書、図１、図４、段落［００３３］〜［００４９］）。
【特許文献３】特開２００２−９０４６０号公報（要約書、図１、段落［００２３］〜［００４８］）。
【特許文献４】特開２０００−２４１５５１号（図１、段落［００２２］、要約書）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
間接方式のＸ線検出器においては、入射Ｘ線が蛍光変換層で変換された可視光がフォトダイオード等の光電変換素子に到達するまでの光学的な吸収と散乱との影響により出力光量が低下することが知られている。なお、入射Ｘ線を可視光に変換する効率を高める目的で、蛍光変換層の厚さをを厚くした場合、実際には、可視光が光電変換素子に到達するまでの蛍光の吸収の影響により、可視光の量が必ずしも増大しない問題がある。
【００１３】
例えば、蛍光体として、ＧｄＯ２Ｓ：ＴｂまたはＣａＷＯ４等の材料から作成された蛍光体粉末粒子を用い、透明樹脂からなる充填材を用いて膜状に形成した蛍光変換膜を用いる場合、単純に蛍光変換膜の厚さを増加させ、単位面積あたりの蛍光体粒子粉末の量を増やすと、蛍光体自身における蛍光の吸収が増加する。
【００１４】
このことから、ある一定以上の膜厚を持つ蛍光変換膜においては、必ずしも、膜厚の増加に対応して蛍光出力が増加するとは限らない問題がある。
【００１５】
なお、解像度を高めるために、蛍光変換膜を、光電変換素子を単位として区分し、その際に形成される空隙中に、粉末粒子から構成される光反射層を形成することが提案されているが、その光反射層により吸収の影響も無視できない大きさである。
【００１６】
このため、画像診断のために人体に照射されるＸ線量すなわち人体への被爆量は、少なくない問題がある。
【００１７】
この発明の目的は、間接方式の放射線検出器において、放射線画像の検出能力を増大させ、画像診断時における人体への被爆量を低減させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、上述した問題点に基づきなされたもので、複数の光電変換素子が、制御電極および選択電極と直交する方向に配線された読み出し電極と電気的に接続されて平面状に配置されており、それぞれの光電変換素子を覆うように、入射放射線を光に変換する蛍光変換膜が積層されていることを特徴とする放射線検出器において、上記蛍光変換膜は、Ｘ線を蛍光に変換する蛍光粒子と、それら蛍光粒子により生起される蛍光に対して透明であって、蛍光粒子相互間の空隙に介在される充填物質と、からなり、上記蛍光粒子の表面に、上記蛍光粒子の屈折率と上記充填物質の屈折率との間の値の屈折率を持つ反射防止膜が被覆されていることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、複数の光電変換素子が、制御電極および選択電極と直交する方向に配線された読み出し電極と電気的に接続されて平面状に配置されており、それぞれの光電変換素子を覆うように、入射放射線を光に変換する蛍光変換膜が積層されていることを特徴とする放射線検出器において、上記蛍光変換膜は、Ｘ線を蛍光に変換する蛍光粒子と、それら蛍光粒子により生起される蛍光に対して透明であって、蛍光粒子相互間の空隙に介在される充填物質と、上記蛍光粒子と上記充填物質との界面で上記蛍光粒子により生起される蛍光が内部反射する光量よりも上記蛍光粒子の外側に出射される光量が多くなるよう設定された屈折率の材質と、を含むことを特徴とする。
【００２０】
さらに本発明は、画素単位の光電変換素子がマトリクス状に配置された複数の画素を有し、個々の画素に入射した可視光を光電変換して上記可視光の強度に対応する信号電荷を生成する光電変換部と、所定の屈折率で入射した放射線を変換して得られる可視光の波長に対して所定の倍率で定義される厚さが与えられた反射防止材層を表面に有し、入射する放射線を所定波長の可視光に変換する蛍光体粒子と、この蛍光体粒子の屈折率および上記反射防止材層の屈折率よりも低い屈折率の材質からなる充填材と、上記蛍光体粒子および上記充填材の混合体を、前記光電変換部の個々の画素を単位として区画する反射材層と、を有する蛍光変換膜と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
以上詳述したように本発明によれば、放射線検出器の蛍光変換膜に用いられる蛍光体粒子の表面の反射防止膜により、蛍光体粒子により生起された蛍光が蛍光体粒子表面において反射されて吸収されることが抑止される。
【００２２】
これにより、画像診断時に人体へ照射される放射線量すなわち人体への被爆量が低減される。
【００２３】
また、放射線発生装置の負担が軽減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【００２５】
なお、本発明においてはＸ線，γ線，その他各種放射線の場合に適用可能であるが、以下の一実施の形態においては、放射線の中の代表的なＸ線の場合を例にとり説明する。したがって、実施の形態の「Ｘ線」を「放射線」に置き換えることにより、本発明が対象とする他の放射線にも適用可能である。
【００２６】
図１（ａ）に示すように、Ｘ線を検出してＸ線の強度に対応する電気信号を出力する放射線平面検出器１０１は、複数の画素（光電変換素子）がｍ行×ｎ列のマトリクス状に配列されたマトリクス光電変換基板（以下、回路基板部と略称する）１０と、回路基板部１０上に所定の厚さに堆積された蛍光変換膜（放射線−蛍光変換層）１と、を有する。
【００２７】
回路基板部１０は、例えばガラスで形成された絶縁性の保持基板（絶縁基板）１１、図１（ｂ）に示されるように、保持基板１１上に設けられたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１２、蓄積キャパシタ１３ならびに図２を用いて以下に説明するフォトダイオード（画素電極）１９等を有する。
【００２８】
ＴＦＴ１２は、図２により一画素を拡大した状態で説明すると、絶縁基板１１上に形成されたゲート電極Ｇおよびゲート電極Ｇを覆う絶縁膜１４、絶縁膜１４上に形成された半絶縁膜１５、および半絶縁膜１５上に設けられたソース電極Ｓとドレイン電極Ｄ等を含む。なお、ＴＦＴ１２は、液晶表示パネル等の製造工程に類似した工程により形成可能であるから、詳細な説明を省略する。
【００２９】
蓄積キャパシタ１３は、絶縁基板１１上に形成された下部電極１６、ゲート電極Ｇ上から下部電極１６上まで延長された絶縁膜１４、絶縁膜１４上に設けられた上部電極１７等を含む。
【００３０】
上部電極１７は、ドレイン電極Ｄと電気的に接続されている。上部電極１７、ドレイン電極Ｄおよびソース電極Ｓは、絶縁膜１８により覆われている。
【００３１】
絶縁膜１８上には、ａ−ＳｉのｐｎダイオードやＰＩＮダイオードであるフォトダイオード（画素電極）１９が形成されている。
【００３２】
フォトダイオード１９は、スルーホール２０によりＴＦＴ１２のドレイン電極Ｄと電気的に接続されている。
【００３３】
フォトダイオード１９の上方には、入射されたＸ線（放射線）を、フォトダイオード１９により光電変換される際に高い効率を示す波長の光（可視光あるいは近赤外光、希に紫外線）に変換するための、図１に概略的に示した蛍光変換膜１が設けられている。
【００３４】
光電変換層１は、所定の直径あるいは体積が与えられた蛍光体粒子２１、蛍光体粒子２１の周囲に充填された充填材（樹脂）２２およびフォトダイオードすなわち画素電極１９により区画される検出画素を独立して区分可能な反射材層２３を含む。なお、反射材層２３は、蛍光体粒子２１により生起される光（可視光、特に蛍光）に対して光学的に透明な物質からなり、蛍光体粒子２１よりも小さな粒径が与えられた粒子が充填されて、形成される。また、反射材層２３に用いられる粒子の屈折率は、蛍光体粒子２１の屈折率よりも高い（大きい）ことが好ましい。
【００３５】
蛍光体粒子２１は、例えば主要な成分として重金属酸化物を含み、この例ではＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ（テルビウムにより付活された硫酸化ガドリニウム）あるいはＹａ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ（テルビウムにより付活された硫酸化イットリウム）等を粉末とした粒子を用いている。なお、蛍光体粒子２１の周囲に設けられる充填材の材質としては、蛍光体粒子２１の屈折率ｎＦと比較して屈折率ｎＰが大きく異なる材料が用いられる。一例を示すと、蛍光体粒子２１の屈折率ｎＦは、ｎＦ≒２．２で、充填材（樹脂）２２の屈折率ｎＰは、ｎＰ≒１．５である。
【００３６】
また、蛍光体粒子２１の外周は、蛍光体粒子２１と充填材２２との界面の屈折率の差に起因して蛍光体粒子２１内で蛍光Ｆの内部反射が生じることを低減することのできる反射防止膜２４により覆われている。なお、反射防止膜２４の厚さは、以下に説明するように、蛍光体粒子２１で生起される蛍光Ｆの波長の１／４およびその奇数倍に設定される。
【００３７】
図２に示した回路基板部１０においては、回路基板部１０と反対の側から蛍光変換膜１に入射されたＸ線Ｅは、蛍光変換膜１の蛍光粒子１４によって蛍光Ｆに変換され、フォトダイオード１９に案内される。
【００３８】
フォトダイオード１９に案内された蛍光Ｆは、蛍光Ｆの光強度に対応した強さの電気信号に変換される。なお、反射材層２３により、個々のフォトダイオード１９に案内される蛍光がフォトダイオード１９を画素単位として区分されることから、隣の画素との干渉および光もれ（クロストーク）が低減される。
【００３９】
図３は、回路基板部１０の等価回路を示す概略図である。
【００４０】
ＴＦＴ１２と蓄積キャパシタ１３とフォトダイオード１９は、それぞれ、回路基板部１０に格子状に配列された制御電極３１と読み出し電極３２とが交差する位置に配置されている。なお、制御電極３１は、ＴＦＴ１２のゲート電極Ｇに、読み出し電極３２は、ＴＦＴ１２のドレイン電極Ｄ（および画素電極（フォトダイオード）１９に、それぞれ、接続されている。
【００４１】
従って、各画素のフォトダイオード１９により発生された電荷は、それぞれに接続されているゲート電極Ｇがオン状態になるまで、それぞれに接続されているキャパシタ１３に保持される。その状態で、任意の制御電極３１が１ラインだけオン状態になると、その制御電極３１に接続された１ラインのＴＦＴ１２がオン状態となり、個々のキャパシタ１３に蓄積されている電荷が読み出し電極３２に流れる。これにより、特定の１ラインに対応する画像情報が出力される。以下、制御電極３１を所定の順にオン状態とすることにより、ｍ行×ｎ列の画像情報が得られる。
【００４２】
このように、回路基板部１０を、マトリクス状に配置した制御電極３１と読み出し電極３２と、それぞれが交差する位置に設けたスイッチング素子（ＴＦＴ）１２により構成にすることで、Ｘ線検出器１０１に入射した入射Ｘ線の画像情報は、蛍光変換膜１により可視光の画像情報に変換された可視光の強度（光量）に対応した大きさの電気信号（信号電荷）が、フォトダイオード１９により発生される。フォトダイオード１９により生起された信号電荷は、読み出し電極３２を通じて外部に出力される。従って、フォトダイオード１９を検出画素とした平面状の画像出力が容易に得られる。
【００４３】
図４は、図２に示した蛍光変換膜１の蛍光体粒子２１に、所定厚さの反射防止膜２４を形成する工程を説明する概略図である。
【００４４】
図４（ａ）に示されるように、真空チャンバ２０１内に、蛍光体粒子２１が所定量セットされたトレイ２０２をセットし、チャンバ２０１内を所定の真空度までするする。なお、トレイ２０２は、予め設けられている周知の振動生成機構すなわち撹拌装置２０３により、セットされた蛍光体粒子２１の表面の全域に反射防止膜２４が概ね均一の厚さに形成されるよう、所定の振動数または回転数で振動可能である。
【００４５】
次に、図４（ｂ）に示すように、スパッタ源２０５として、例えばＬａ２Ｏ３をチャンバ２０１内の所定の位置にセットし、電源装置２０４から所定の周波数の放電用電圧をスパッタ源２０５に印加することで、トレイ２０２にセットされた蛍光体粒子２１に、反射防止膜となるＬａ２Ｏ３がスパッタされる。
【００４６】
以下、撹拌装置２０３によりトレイ２０２を振動させながら所定時間スパッタすることで、表面に所定の厚さの反射防止膜２４が形成された蛍光体粒子２１が形成される。
【００４７】
図５は、図１ないし図３を用いて前に説明した蛍光変換膜１内における蛍光体２１に入射したＸ線の挙動を説明する概略図である。
【００４８】
例えば、屈折率ｎＲがｎＲ≒１．９５であるＬａ２Ｏ３を、例えばスパッタ蒸着法等により、蛍光体粒子２１の表面に厚さ７０ｎｍの反射防止膜２４を形成した場合、蛍光体粒子２１内における蛍光Ｆの内部反射を、図６を用いて後段に説明する反射防止膜のない蛍光体粒子における内部反射に比較して、実質的に「０」に抑制できる（図５および図６において、矢印は、蛍光Ｆの光跡（伝搬）を擬似的に示すものとし、矢印の数が蛍光Ｆの強度に対応されるとする）。
【００４９】
図５から明らかなように、所定厚さの反射防止膜２４が外周（表面）に設けられた蛍光体粒子２１に入射Ｘ線Ｅが入射して生じた蛍光Ｆは、蛍光体粒子２１の表面またはその近傍における屈折により蛍光体粒子２１の外部に出射される。このとき、蛍光体粒子２１内において生じる内部反射の程度（発生度合い）は、図６により以下に説明する反射防止膜のない蛍光体粒子において生じる内部反射に比較して、ほとんど無視できる程度に低減される。
【００５０】
すなわち、蛍光体粒子２１に入射する入射Ｘ線を直交する２平面の偏光が合成された光と仮定し、蛍光体粒子２１の屈折率をＮ２、蛍光体粒子２１の周囲の充填材２２の屈折率をＮ１として、周知の反射率の法則を適用すれば、法線を含む入射面に平行な成分を「ｐ」成分、入射面に直交する成分を「ｓ」成分、「ｉ」を法線に対する光線の入射角、「ｉ´」を法線に対する光線の出射角、とするとき、それぞれの反射率ＲｐおよびＲｓは、
Ｒｐ＝(Ｎ２cosｉ−Ｎ１cosｉ´)／(Ｎ２cosｉ＋Ｎ１cosｉ´)，
Ｒｓ＝(Ｎ１cosｉ−Ｎ２cosｉ´)／(Ｎ１cosｉ＋Ｎ２cosｉ´)
により示される。
【００５１】
従って、蛍光体粒子２１内における総反射量Ｒは、
Ｒ＝Ｒｐ・Ｒｓ＝{(Ｎ１−Ｎ２)／(Ｎ１＋Ｎ２)}２
として求められる。
【００５２】
このことから、蛍光体粒子２１の屈折率ｎＦと充填材２２の屈折率ｎＰとの差が大きいほど、蛍光体粒子２１と充填材２２との界面すなわち蛍光体粒子２１の表面において生起される反射の度合いが低減されることになる。
【００５３】
従って、例えば蛍光体粒子２１としてＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂを用いる場合、反射防止膜２４に、容易に入手可能なガラス（屈折率ｎＲがｎＲ≒１．５〜１．８）を用いることもできる。この場合、蛍光体粒子２１の表面へのコーティングは、厚さの精度が低下するものの、容易である。但し、ガラスの材質により、充填材（樹脂）の屈折率との差が僅かになる場合も予想されることから、反射防止膜２４を形成する場合には、充填材の屈折率ｎＰ、反射防止膜の屈折率ｎＲおよび蛍光体粒子の屈折率ｎＦの間に、
ｎＰ  ＜  ｎＲ  ＜  ｎＦ
が成り立つ屈折率を有する材質により形成されることが好ましい。
【００５４】
また、反射防止膜２４に利用可能な材質としては、例えばＳｎＯ２，ＰｂＦ２，ＭｇＯ，Ｉｎ２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３，ＨｆＯ２，あるいはＳｂ２Ｏ３を主成分とする材質であることが好ましい。
【００５５】
なお、これらから、屈折率ｎＦの蛍光体粒子２１の表面に屈折率ｎＲの材質を厚さｄ１だけ設けて反射防止膜２４とする場合には、λを蛍光Ｆの波長とするとき、周知の位相条件および振幅条件から、
ＮＲ＝ｄ１（１／４）λ，
ＮＲ＝√ｎＦ
とすることで、蛍光体粒子２１内における内部反射を、内部反射がない場合に比較して、大幅に低減可能であることが説明される。
【００５６】
従って、反射防止膜２４の厚さｄ１としては、蛍光Ｆの波長λの１／４またはその奇数倍が好適である。
【００５７】
また、反射防止膜２４としては、蛍光体粒子２１により生成される蛍光Ｆのスペクトルのうち最も強度の大きなスペクトルの波長の１／２の厚さに形成される第１の屈折率の反射防止膜（通常は高屈折率）と同スペクトルのうちの２番目に強度の大きなスペクトルの波長の１／４の厚さに形成される第２の屈折率の反射防止膜（通常は低屈折率）との多層膜、もしくは周知の多層コート（多層反射防止膜）等も利用可能であることはいうまでもない。
【００５８】
なお、蛍光体粒子２１の表面に反射防止膜２４を形成する例に代えて、充填材２２に用いられる樹脂と反射防止膜２４に用いられる材料をそれぞれ蛍光体粒子２２の平均粒径よりも小さな平均粒径の粉体とし、それぞれの粒子を所定の比率で混合した反射防止充填材２５を、蛍光体粒子２１の周囲に充填してもよい。
【００５９】
図６は、図５を用いて上に説明したこの発明の反射防止膜を設けた蛍光体粒子に入射したＸ線およびその入射Ｘ線から生起された蛍光の挙動と比較するため、周知の（反射防止膜のない）蛍光体粒子に入射したＸ線およびその入射Ｘ線から生起された蛍光の挙動を説明する概略図である。
【００６０】
図６に示されるように、蛍光体粒子１０２１に入射した入射Ｘ線Ｅは、蛍光Ｆに変換されるが、蛍光体粒子１０２１と周囲に充填された樹脂１０２２の屈折率の差に依存して、蛍光体粒子１０２１の表面（蛍光体粒子１０２１と樹脂（充填材）１０２２との界面）において反射や拡散が繰り返され、あるいは画素を区分する反射材層２３により再び蛍光体粒子１０２１内に入射される。
【００６１】
従って、入射Ｘ線Ｅが蛍光Ｆとして外部すなわちフォトダイオード１９に到達するまでに、複数の樹脂（充填材）１０２２や複数の蛍光体粒子１０２１内部を通過する。なお、蛍光体粒子１０２１の表面で自身の内側（蛍光体粒子１０２１内）に反射される内部反射の影響も無視することはできない。
【００６２】
例えば、図６において、矢印は、蛍光Ｆの光跡（伝搬）を擬似的に示すものとし、矢印の数が蛍光Ｆの強度に対応されるとすると、図５を用いて前に説明した反射防止膜２４が設けられたこの発明の蛍光体粒子２１では、内部反射は、実質的に「０」であるが、図６から明らかなように反射防止膜がない場合には、殆どの場合、蛍光体粒子１０２１内で、２回以上内部反射することが認められる。
【００６３】
このため、入射Ｘ線Ｅがフォトダイオード１９に到達するまでの間に蛍光変換膜１内を伝搬される距離は、蛍光変換膜１の厚さに比較して、数倍ないし十数倍にも達する。
【００６４】
このことは、蛍光変換膜１で発生した蛍光Ｆが、フォトダイオード１９に到達するまでに、その間における上述の蛍光の吸収により減衰されることを示している。
【００６５】
すなわち、入射Ｘ線を蛍光に変換する変換効率を高める目的で蛍光変換膜１の厚さを増大させたとしても、フォトダイオード１９まで伝搬される蛍光Ｆの総量は、蛍光変換膜の厚さを増加させた量に対応して増大されることはない。逆に、蛍光体粒子１０２１による吸収の影響により、結果的に、出力される信号電荷が少なくなくことも報告されている。
【００６６】
以上説明したように、蛍光体粒子２１の外周（表面）を蛍光体粒子２１の屈折率ｎＦよりも屈折率が低く、充填材２２の屈折率ｎＰよりも屈折率の高い材質により形成された反射防止膜２４で覆うことにより、蛍光体粒子２１や充填材２２内部で発生する蛍光の吸収が抑えられ、外部に取り出すことができる蛍光Ｆの量が増大される。
【００６７】
この結果、画像診断に際して人体に照射されるＸ線量すなわち人体への被爆量が低減される。
【００６８】
なお、この発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形・変更が可能である。また、各実施の形態は、可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合、組み合わせによる効果が得られる。
【００６９】
また、上述した実施の形態においては縦横の複数の画素が配列されたＸ線検出器について説明したが、縦横の画素の比率が異なる（例えば、一方の画素が１個の場合等）一見すると線状に構成されたＸ線検出器にも適用可能である。この場合、スイッチング素子はＴＦＴを使用しなくとも実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明の実施の形態が適用される放射線検出器の構造の一例を示す概略図。
【図２】図１に示した放射線検出器に用いられる回路基板部の画素の断面一例を説明する概略図。
【図３】図１および図２に示した放射線検出器の等価回路図。
【図４】図１ないし図３に示した放射線検出器の蛍光変換膜の蛍光体粒子に、反射防止膜を形成する工程を説明する概略図。
【図５】図１ないし図３を用いて説明した蛍光変換膜内における蛍光体に入射したＸ線の挙動を説明する概略図。
【図６】図５を用いて説明した入射Ｘ線から生起された蛍光の挙動と比較するため、周知の（反射防止膜のない）蛍光体粒子に入射したＸ線から生起された蛍光の挙動を説明する概略図。
【符号の説明】
【００７１】
１０…回路基板、１２…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、１３…蓄積キャパシタ、１９…フォトダイオード（画素電極）、１６…回路層、１７…保持基板、１８…蛍光変換膜、１９…ＴＦＴ回路基板、２１…蛍光体粒子、２２…充填材（樹脂）、２３…反射材層、２４…反射防止膜、３１…制御電極、３２…読み出し電極、１０１…放射線検出器、Ｅ…入射Ｘ線、Ｆ…蛍光。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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